一種含釔的高塑性紫銅製備方法
2023-11-08 06:26:37 2
一種含釔的高塑性紫銅製備方法
【專利摘要】一種含釔的高塑性紫銅製備方法，其屬於合金材料製備【技術領域】。該方法採用在紫銅熔煉時加入0.01%-0.06%的稀土元素釔，利用釔細化紫銅的晶粒，達到提高紫銅塑性的目的，以解決紫銅在高應變速率塑性加工時形成微觀缺陷的問題。與紫銅相比，加入稀土元素釔的紫銅晶粒度小，塑性和強度性能明顯提高，加入稀土元素釔的紫銅的抗拉強度可以提高40-75MPa，經過高應變速率的塑性加工後無微觀組織缺陷，晶界處未形成開裂或空洞。通過該方法提高了紫銅的塑性性能並能夠增大其應用範圍和應用價值。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種含釔的高塑性紫銅製備方法，其屬於合金材料製備【技術領域】。 一種含釔的高塑性紫銅製備方法
【背景技術】
[0002] 紫銅即純銅，具有良好的導電性、導熱性和塑性。紫銅具有面心立方晶格，無同素 異形轉變，塑性較好而強度低，廣泛用於工業生產中。雖然紫銅的塑性較好，但是在應變速 率較高時仍會由於強烈的塑性變形而形成一定的晶界缺陷，圖1是紫銅熱軋時所形成的晶 界開裂(乳制溫度750-KKKTC，壓縮率30%-45%，軋制速度30-50mm/s)。如果在軋制、擠壓等 強烈塑性變形的過程中形成晶界缺陷，則會導致塑性加工後的紫銅強度降低甚至開裂，影 響其使用性能，因此需要採用一定的方法來提高紫銅的塑性，以改善紫銅高應變速率塑性 加工時的性能。釔（Y)是一種常見的稀土元素，是一種灰色金屬。密度4. 4689克/立方釐 米，熔點1522°C，沸點3338°C，常見化合價為+3價。釔可用於製造特種玻璃和合金。
【發明內容】
[0003] 為解決上述技術問題，本發明提供一種含釔的高塑性紫銅製備方法，在紫銅熔煉 時加入微量的稀土元素釔，以改善紫銅的塑性並提高其強度，從而解決高應變速率條件下 紫銅形成微觀組織缺陷的問題，進而增大紫銅的應用範圍和應用價值。
[0004] 本發明的技術方案是：一種含釔的高塑性紫銅製備方法，包含以下步驟： (1) 將釔與紫銅按照0. 01%-0. 06% :1的比例投入到高頻感應電爐的石墨坩堝中，採用 氬氣作為保護氣進行熔煉；所述紫銅的純度質量百分比為99. 99%，釔的純度質量百分比為 99. 99% ； (2) 熔鍊形成的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度600-800°C，退火時間30-45小時； (3) 退火後的合金緩慢降溫至450-550°C ; (4) 再以6-9°C /小時的速度冷卻至室溫，得到含釔的高塑性紫銅。
[0005] 將製備的合金材料加工成8X3mm的拉伸試樣，在Instron-5100電子萬能試驗機 上測量室溫抗拉強度。
[0006] 金相試樣用180#、500#水砂紙和200#、500#、800#金相砂紙磨平後，再用顆粒直徑 1 μ m的金剛石拋光液和金絲絨拋光布在拋光機上拋光。然後用FeCl4水溶液對試件進行腐 蝕，用水和酒精分別清洗試樣表面後，用吹風機吹乾。採用Olympus光學顯微鏡觀察銅及銅 合金的金相組織。使用HITACHI S-4700型掃描電子顯微鏡觀察銅及銅合金的微觀組織並 分析合金兀素的分布。
[0007] 本發明的有益效果是：該方法採用在紫銅熔煉時加入0. 01%_0. 06%的稀土元素 釔，利用釔細化紫銅的晶粒，達到提高紫銅塑性的目的，以解決紫銅在高應變速率塑性加工 時形成微觀組織缺陷的問題。與紫銅相比，加入稀土元素釔的紫銅晶粒度小，塑性和強度性 能明顯提高，加入稀土元素釔的銅的抗拉強度可以提高40-75MPa，經過高應變速率的塑性 加工後無微觀組織缺陷，晶界處未形成開裂或空洞。通過該方法提高了紫銅的塑性性能並 能夠增大其應用範圍和應用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 圖1是紫銅熱軋後晶界處的開裂圖。
[0009] 圖2是一種含釔的高塑性紫銅的製備流程圖。
[0010] 圖3是紫銅熱軋後的金相照片。
[0011] 圖4是含0. 01%釔的紫銅熱軋後的金相照片。
[0012] 圖5是含0. 02%釔的紫銅熱軋後的金相照片。
【具體實施方式】
[0013] 實施例1 採用純度為質量百分比99. 99%的紫銅和質量百分比99. 99%的釔。按照紫銅：釔為1: 0. 01%的比例投入到高頻感應電爐的石墨坩堝中，採用氬氣作為保護氣進行熔煉。熔鍊形成 的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度600°C，退火時間40小時。之後緩慢降溫至450°C， 然後以6°C /小時的速度冷卻至室溫。得到含釔量0. 01%的紫銅。
[0014] 實施例2 採用純度為質量百分比99. 99%的紫銅和質量百分比99. 99%的釔。按照紫銅：釔為1: 0.02%的比例投入到高頻感應電爐的石墨坩堝中，採用氬氣作為保護氣進行熔煉。熔鍊形成 的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度600°C，退火時間40小時。之後緩慢降溫至450°C， 然後以6°C /小時的速度冷卻至室溫。得到含釔量0. 02%的紫銅。
[0015] 實施例3 採用純度為質量百分比99. 99%的紫銅和質量百分比99. 99%的釔。按照紫銅：釔為1: 0.03%的比例投入到高頻感應電爐的石墨坩堝中，採用氬氣作為保護氣進行熔煉。熔鍊形成 的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度700°C，退火時間35小時。之後緩慢降溫至500°C， 然後以9°C /小時的速度冷卻至室溫。得到含釔量0. 03%的紫銅。
[0016] 實施例4 採用純度為質量百分比99. 99%的紫銅和質量百分比99. 99%的釔。按照紫銅：釔為1: 0.05%的比例投入到高頻感應電爐的石墨坩堝中，採用氬氣作為保護氣進行熔煉。熔鍊形成 的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度750°C，退火時間35小時。之後緩慢降溫至500°C， 然後以9°C /小時的速度冷卻至室溫。得到含釔量0. 05%的紫銅。
[0017] 實施例5 分別進行純銅和含釔銅的熱軋，熱軋參數：乳制溫度750-1000°C，壓縮率30%-45%，軋 制速度30-50mm/s。對熱軋後的純銅和含釔銅進行金相分析，結果如圖3、4、5所示(放大倍 數100倍)，圖3是不含釔的紫銅，圖4是含釔量0. 01%的紫銅，圖5是含釔量0. 02%的紫 銅。由金相分析結果可知，加入稀土元素釔後能夠明顯起到細化晶粒的作用，隨著含釔量的 增大晶粒細化效果增強。經熱軋後含釔銅的晶界處未發生開裂，也沒有形成空洞。加入稀 土元素釔的紫銅的抗拉強度可以提高40-75MPa。
【權利要求】
1. 一種含釔的高塑性紫銅製備方法，其特徵在於，包含以下步驟： (1) 將釔與紫銅按照0. 01%-0. 06% :1的比例投入到高頻感應電爐的石墨坩堝中，採用 氬氣作為保護氣進行熔煉；所述紫銅的純度質量百分比為99. 99%，釔的純度質量百分比為 99. 99% ； (2) 熔鍊形成的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度600-800°C，退火時間30-45小時； (3) 退火後的合金緩慢降溫至450-550°C ; (4) 再以6-9°C /小時的速度冷卻至室溫，得到含釔的高塑性紫銅。
【文檔編號】C22C9/00GK104120299SQ201410383747
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月7日 優先權日:2014年8月7日
【發明者】趙東升, 劉玉君, 曲嚴冰, 紀卓尚 申請人:大連理工大學